MONOGRAFÍA Efecto de la Sacarosa y Glucosa ... - IB Documents

MONOGRAFÍA

Efecto de la Sacarosa y Glucosa en Concentraciones Hipertónicas Durante la

Deshidratación Osmótica del Pepino Dulce (Solanum Muricatum).

¿Hasta qué punto la glucosa y sacarosa en concentraciones hipertónicas de 50° y 70° Brix

inciden en el proceso de deshidratación osmótica del pepino dulce (Solanum Muricatum)?

Biología NM

Convocatoria mayo 2020

Numero de palabras: 3700

i

Índice

Introducción ............................................................................................................................... 1

Capítulo I: Marco Teórico .......................................................................................................... 4

Pepino dulce (Solanum muricatum) ....................................................................................... 4

Sacarosa .................................................................................................................................. 4

Glucosa ................................................................................................................................... 4

Capitulo ll: Metodología ............................................................................................................ 6

2.1 Materiales ......................................................................................................................... 6

2.2 Variables ........................................................................................................................... 7

2.3 Procedimiento: .................................................................................................................. 8

2.3.1 Selección .................................................................................................................... 8

2.3.2 Preparación de la muestra. ......................................................................................... 8

2.3.3 Preparación del jarabe ................................................................................................ 8

2.3.4 Análisis fisicoquímico de la fruta ............................................................................ 10

2.4 Método cuantitativo .................................................................................................... 10

2.5 Método cualitativo ...................................................................................................... 11

Capitulo III- Procesamiento de Datos ...................................................................................... 12

Pérdida de Peso ..................................................................................................................... 12

Disolución de 70°Brix: ..................................................................................................... 12

ii

Disolución de 50° Brix ..................................................................................................... 15

Ganancia de Sólidos ............................................................................................................. 19



Prueba de Aceptabilidad ....................................................................................................... 23

Parámetro: sabor ............................................................................................................... 23

Parámetro: textura ............................................................................................................. 24

Discusión y Análisis ................................................................................................................. 25

Conclusión ................................................................................................................................ 29

Bibliografía .............................................................................................................................. 32

Apéndices ................................................................................................................................. 34

1

Introducción

Ecuador, país latinoamericano que gracias a su pletórica biodiversidad y riqueza

hortofrutícola, ciertamente “(…) ha mostrado un incremento en su exportación, tributando el

16% al PIB agrícola del país” Miranda et al. (2018), aunque claro, esto no ha sido suficiente para

subsanar el subdesarrollo nacional, y en parte es debido a que la exportación de los productos

ecuatorianos continúan siendo frescos, es decir que, es materia prima la cual fuera de su valor

estándar, no tiene valor adicional alguno, y así pasa después a ser entregada a países

industrializados; en virtud de ello, se convierte en objetivo sustancial el desarrollar técnicas que

posibiliten aumentar la demanda de productos nacionales procesados, todo y mediante la

indagación de nuevos métodos que ayuden a preservar los alimentos; por ello propondré

soluciones a favor del bien común dentro de esta problemática. Razón primordial de este trabajo,

puesto que con la práctica idónea en laboratorio y extensa gama de información, propondré la

siguiente investigación:

“This process can be used for a variety of fruits and vegetables. The benefit of this process is

that it retains the original characteristics of fruits and vegetables and consumes less energy”

Muhammad et al. (2016)

Además “los nutricionistas señalan que existe la necesidad de aumentar el consumo de fruta

mínimamente procesada” Coloma et al. (2017), esto porque las frutas y verduras son productos

perecederos y las pérdidas posteriores a la cosecha son muy altas, es por ello que la

deshidratación osmótica, es una técnica adecuada para prolongar de vida útil de los alimentos ,

ya que en este procedimiento se eliminara una cantidad determinada de agua mediante la

sumersión de su tejido en una solución hipertónica con alta concentración de solutos, sin

2

modificar o alterar las características organolépticas 1 del producto, esto a su vez es de suma

importancia pues al expeler liquido de la fruta, se reducirá la posibilidad de que se proliferen

hongos y microorganismos; ofreciendo así productos de calidad.

Se han realizado diferentes investigaciones con respecto al proceso de la DO, bien sea

analizándolo solo como pre tratamiento o aplicándolo en conjunto con otros procesos

complementarios2, también se ha investigado en función a diversas variables, como la influencia

de la temperatura, concentración del soluto, tiempo de inmersión o tipo del soluto.

Acevedo et al. (2014) en un artículo publicado en la Revista U.D.C.A Actualidad &

Divulgación Científica, analizaron el efecto de emplear variables de temperatura a 26 y 50° y

disoluciones de sacarosa en concentraciones de 30,40 y 60 °Brix, para calcular los parámetros

cinéticos de: pérdida de peso, agua y ganancia de sólidos; llegaron así a concluir que la

incidencia en los resultados es mayor siempre y cuando la concentración y temperatura sea alta.

Carvajal et al. (2001) por otro lado, mezclaron NaCl, CaCl, glucosa, glicerol y etilenglicol

en disoluciones de sacarosa de 50 °Brix, con el objetivo de determinar que producto

osmodeshidratante tenía mayor incidencia en la pérdida de peso y caída de pH; llegaron a

conseguir resultados más significativos con el NaCl y CaCl, sin embargo, su principal limitación

radica en que obtuvieron resultados negativos en cuanto a lo que características organolépticas

refiere.

Tomando en cuenta estos antecedentes centrare mi investigación en analizar cuál es la

incidencia de emplear los solutos de sacarosa y glucosa en el proceso de deshidratación del

1 Hace referencia al olor, color, textura y sabor propios de la fruta. 2 Como la liofilización, refrigeración, congelación, secado al aire caliente y entre otros.

3

Solanum muricatum. Dicho esto la importancia de este trabajo recae en demostrar si mi hipótesis

sobre estos solutos en función a la pérdida de peso y ganancia de solidos de Solanum muricatum

es verdadera; logrando así brindar transcendencia y propósito a este trabajo.

Objetivo

1. Analizar como la glucosa y sacarosa, en concentraciones 50 ° y 70° Brix, influyen en el

resultado de los parámetros cinéticos de: pérdida de peso y ganancia de sólidos.

2. Lograr obtener un producto final con buena aceptación para el consumidor.

Donde se formula la siguiente interrogante: ¿Hasta qué punto la glucosa y sacarosa en

concentraciones hipertónicas de 50° y 70° Brix inciden en el proceso de deshidratación osmótica

del pepino dulce (Solanum Muricatum)?

Hipótesis:

Entre mayor sea la concentración de solutos, mayor será la tasa de pérdida de peso de

Solanum Muricatum.

Entre menor sea el peso molecular del soluto, se obtendrán más ganancias de sólidos

en Solanum Muricatum.

4

Capítulo I: Marco Teórico

Pepino dulce (Solanum muricatum)

El pepino dulce perteneciente a la familia de las solanáceas, un fruto con origen de hace miles

de años, se desarrolla especialmente en climas subtropicales andinos, según mencionan los

autores Viñals et al. (1996) su producción se da en los países como Ecuador, Chile, Perú, Nueva

Zelanda y Australia.

Es una baya de sabor agradable, dulce y refrescante que se caracteriza por poseer una

consistencia muy jugosa ya que su pulpa posee altas concentraciones de agua, en un porcentaje

oscilado en el 90 %; tiene un “29 mg por 100 g” (Geilfus, 1994) de contenido de vitamina C, lo

cual es un valor considerable y tiene un porcentaje minimo de calorias 250 kcal/kg , su contenido

de nitrógeno es bajo y su proporción en proteinas y minerales no es nutricionalmente relevante

Sacarosa

La sacarosa o comúnmente conocida como azúcar de mesa, es un soluto disacárido proviente

de la caña y de la remolacha, esta conformado por dos edulcorantes monosacáridos la fructosa y

la glucosa, las cuales se encuentran “unidas mediante un enlace glicosídico entre sus dos

carbonos anomericos” Berg et al. (2007). Su formula es C12H22O11 y su peso molecular es de

342g/mol; se caracteriza por ser soluble en agua y por ser un soluto no ionico y no volatil (Daub

& Seese, 1996, pág. 386), es decir que no se evapora. Aunque el exceso de consumo de la

sacarosa es perjudicional para salud del ser humano es considerada como una de las sustancias

más consumidas y utilizadas.

Glucosa

La glucosa es una azucar simple cuya formula es C6H12O6 y con un peso atomico

correspondiente a 180,156 g/mol, su estructura esta comprendida por “un grupo carbonilo

5

(=C=O) y multiples grupos hidroxilo (−OH)” (Campbell & Reece, 2007). Es uno de los

monosacaridos mas abundantes e importantes que existan, pues su importancia se basa en que es

el combustible energetico de los seres vivos,tanto asi que según afirma Linstromberg (1977) “

forma parte en un 0,08-0,1% del contenido sanguineo de todos los mamiferos normales” (pág.

372) . Ademas, a raiz de su esqueleto de carbono es que se pueden sintetizar moleculas

organicas tal como los acidos grasos y aminoacidos. (Campbell & Reece, 2007, pág. 70),la

glucosa tambien tiene las caractersticas de ser soluble en agua,dulce y cristalina.

6

Capitulo ll: Metodología

2.1 Materiales

12 vasos de precipitación de 200 ml

balanza analitica (±0,1g)

Refractrometro (0,5 % de resolución)

Termometro de mercurio (0,02 °C)

Tabla de picar

1 variilla de agitación

1 cuchillo

Fases estacionarias o Muestras;

7 pepinos dulces

0,4 ml de limon

Fases moviles o eluyentes:

Agua

0,5 ml de agua destilada

Solutos:

Sacarosa

Glucosa

7

2.2 Variables

Tabla 1 Variables de experimentación

Independientes Dependientes Controladas

Concentracion

en las

disoluciones

50 y 70

°Brix

Perdida de peso

de la fruta

g

Periodica

revision del

tiempo de

inmersión de la

fruta en las

soluciones

Intervalos de

1 hora.

Diferentes tipos

de solutos

Sacarosa

Glucosa

Ganancia de

solidos de la fruta

°Brix

Elaborado por: Karen Ponce

Tabla 2 Variables de experimentación

Confusas Constantes

Humedad ambiental Un solo tipo de fruta durante todo el

proceso.

solanum muricatum

Pardeamiento enzimático de la pulpa

de la fruta.

Temperatura ambiental

(±1°C)

25

Tiempo total de inmersion de la

fruta en ambas soluciones

hipertonicas

4 horas


8

2.3 Procedimiento:

2.3.1 Selección

Los pepinos dulces fueron adquiridos en el mercado de Calderón (Quito-Ecuador), se

seleccionaron aquellos con apariencia fresca, libres de daños ocasionados por aplastaduras y

amoratados, considerando también que no esten demasiadas maduros, pues caso contrario

tomaran incidencia en el proceso osmotico. Despues se procedio a lavarla y a cortar su corteza.

2.3.2 Preparación de la muestra.

Una vez lavada la fruta se procedió a trocerala en varios pedazos de 5x5 cm, todos con un

peso común de 10 g (±0,1g).

A toda la fruta troceada se le virtio 0,4 ml de zumo de limón, lo que equivale a 8 gotas, como

es natural el limón contiene acido ascorbico, propiedad antioxidante, que erradica la oxidación

de la pulpa pues esta una vez expuesta al aire corre el riesgo de la activación de la enzima

polifenoloxidasa, causante del pardeamiento enzimático 3.

2.3.3 Preparación del jarabe

Para cada uno de los tres ensayos realizados se han seguido los siguientes pasos:

Para la primera concentración de 70 °Brix en sacarosa y glucosa.

3 Reaccion enzimatica que provoca el obscurecimiento de la pulpa.

9

-Primero se debe tener claro que 70 °Brix significa que la solución tiene 70 g de soluto por

100 g de liquido, o dicho de otro modo existen 70 g soluto en 30 g de agua.

1. Calentar 30 g de agua hasta alcanzar una temperatura de 50 °C

-Para establecer la temperatura se utilizo el termometro de mercurio (0,02 °C)

2. Preparar un almibar, adicionando 70 g de soluto, y mover continuamente hasta que la

disolucion se encuentre totalmente homogenea y haya alzancando una temperatura de 85

°C.

3. Dejar enfriar por 20 minutos hasta que se encuentre en temperatura ambiente.

- Se realizo este paso para impedir que la alta temperatura incida en el proceso

osmotico.

4. Agregar el almibar a los vaso de precipitación y agregar tres cubos de fruta a cada vaso.

5. Extraer la fruta de la fruta cada hora así durante cuatro horas.

Para la segunda concentración de 50 °Brix; en la sacarosa y glucosa

Significa que la solución tendra 50 g de soluto por 100 g de liquido, es decir que existen 50 g

soluto en 50 g de agua.

6. Calentar 50 g de agua hasta alcanzar un temperatura de 50 °C.

7. Preparar almibar añadirndo 50 g de soluto, y mover continuamente hasta que el jarabe se

encuentre homogeneo y haya alzancando una temperatura de 85 °C.

8. Dejar enfriar por 20 minutos.

9. Agregar el almibar a lo vasod de precipitación y agregar tres cubo de fruta a cada uno.

10. Extraer la fruta de la fruta cada hora así durante cuatro horas.

10

2.3.4 Análisis fisicoquímico de la fruta

Para la determinación de solidos solubles del Solanum muricatum, o lo que quiere decir, el

contenido de azucar, se empleó el método de refracción, mediante un refractómetro calibrado:

1. Regular el refractómetro a cero vertiendo 0,5 ml de agua destilada en la luna del

aparato.

2. Tomar un cubo de fruta 5x5cm, aplastarlo y aplicar 0,2 ml (4 gotas) de su jugo en la

luna del refractómetro. Los resultados fueron expresados en grados Brix.

Para determinar un peso exacto en todas las muestras, antes y después del tratamiento, se siguió

el método gravimétrico con ayuda de una balanza digital.

Tabla 3 valor inicial de °Brix y peso de solanum muricatum

2.4 Método cuantitativo

La pérdida de peso (WR) y ganancia de solutos (SG), se lo representara mediante porcentajes;

empleando para ello las ecuaciones de Agnelli et al. (2005).

𝑊𝑅 =(𝑀𝑜 − 𝑀𝑡)

𝑀𝑜× 100

𝑆𝐺 =(°𝐵𝑟𝑖𝑥𝑓 − °𝐵𝑟𝑖𝑥𝑖)

°𝐵𝑟𝑖𝑥𝑖× 100

Determinación Valor

Grados Brix / 0,5 % de resolución 9°

Peso /±0,1g 10 gr


11

Donde:

𝑀𝑜= Peso inicial de la fruta

𝑀𝑡= Peso final de la fruta

°𝐵𝑟𝑖𝑥𝑖= Solidos solubles iniciales

°𝐵𝑟𝑖𝑥𝑓= Solidos solubles finales

2.5 Método cualitativo

Para analizar la aceptabilidad final del producto se empleara el método de la escala hedónica,

4esto nos ayudara a determinar la respuesta del consumidor a las características organolépticas de

la fruta, las cuales son el sabor y textura. Para llevarlo a cabo se requerirán de 21 panelistas o

testigos no entrenados; para su voto se les asignara una escala de 3 puntos.

Aquí conviene detenerse un momento a fin de explicar que se han seguido las normativas de

la política IB, por ello se ha requerido el permiso respectivo de mi tutora legal para poder

utilizar seres humanos como base de investigación. (Ver documentación en anexos)

4 Valora el grado de satisfacción que tiene un producto

12

Capitulo III- Procesamiento de Datos

Una vez seguida la correspondiente metodología, las características de la materia primera

después de la inmersión en la solución osmótica fueron las siguientes:

Pérdida de Peso

Disolución de 70 °Brix:

Ensayo1 Ensayo 2 Ensayo 3

Horas

N° cubo

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 10 10 10 10 10 10 10 10 10

1 7,2 7,5 6,7 6,6 7,3 7,6 7,4 6,3 7,2

2 5,9 4,7 4,4 5,2 4,6 5 4,6 4,9 4,7

3 3,5 2,7 3,2 3,1 3,3 2,9 3,5 3,6 2,8

4 2,2 2,5 2,3 2,7 2,8 2,6 2,5 3,1 2,8

Promedio 2,61

Tabla 4 Muestra los valores en la pérdida de peso (g±0,1) en la disolución de sacarosa de 70° Brix



𝑀𝑜× 100

𝑊𝑅 =(10 − 2,61)

10× 100 = 73,9%

Porcentaje de

pérdida de peso

13

Ilustración 1 se representa la progresiva pérdida de peso en la disolución de sacarosa de 70° Brix

Tabla 5 Muestra los valores en la pérdida de peso (g±0,1) en la disolución de glucosa de 70° Brix

22,5

33,5

44,5

55,5

66,5

77,5

88,5

99,510

0 1 2 3 4

Pes

o(±

0,1

gr)

Tiempo (horas)

Perdida de peso en la solución sacarosa 70

Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo3

Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3

Horas

Cubo

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 10 10 10 10 10 10 10 10 10

1 8,4 8,2 8,1 8,8 8,3 8,5 8,8 7,9 8,6

2 7,6 6,9 7,3 7,4 7,7 6,5 7,2 6,9 7,9

3 7,3 6,7 6,9 7 6,5 6 6,4 6,2 7,4

4 5,5 6 5,7 5,8 5,3 4,9 6,0 5,5 6,4

Se puede observar que la mayor pérdida de peso en la solución de sacarosa, se hizo más notoria

durante las 3 primeras horas de inmersión.


14

Calculo de pérdida de peso


𝑀𝑜× 100

𝑊𝑅 =(10 − 5,68)

10× 100 = 43,2 %

Ilustración 2 representa la progresiva pérdida de peso en la disolución de glucosa de 70° Brix

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

0 1 2 3 4

Pes

o(±

0,1

gr)

Tiempo(horas)

Perdida de peso en la solución de glucosa 70


Promedio 5,68

A diferencia de la disolución anterior, en la ilustración 2 se puede observar que la glucosa solo

tiene la mayor pérdida de peso durante la 1 hora.



15

Entre la ilustración 1 y 2, se puede ver que en la concentración de 70 °Brix entre glucosa y

sacarosa, este último es el que tiene una mayor incidencia en la pérdida de peso de solanum

muricatum, pues también tomando en cuenta su respectiva tabla se puede ver que en los 3

ensayos realizados, el promedio de perdida fue hasta los 2,61 g, lo quiere decir que disminuyo

su peso a más de la mitad, mientras que el de glucosa solo fue de 5,68 g.

Disolución de 50° Brix

Tabla 6 Muestra los valores en la pérdida de peso (g±0,1) en la disolución de sacarosa de 50° Brix

Calculo de pérdida de peso


𝑀𝑜× 100

𝑊𝑅 =(10 − 4,82)

10× 100 = 51,8 %

Ensayo1 Ensayo 2 Ensayo 3

Horas

Cubo

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 10 10 10 10 10 10 10 10 10

1 9,5 9,6 9,3 8,5 9,2 8,9 9,3 8,7 9,6

2 7,7 7,9 7,8 7,8 7,5 7,5 7,6 7,2 7,8

3 5,5 6,2 5,9 6,4 6,3 6,3 5,8 6,6 5,9

4 4,3 5 4,7 5,2 4,5 5,3 4,4 5,2 4,8

Promedio 4,82


16

Ilustración 3 representa la progresiva pérdida de peso en la disolución de sacarosa de 50° Brix

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

0 1 2 3 4

Pes

o(±

0,1

gr)

Tiempo (horas)

Perdida de peso en la solución de sacarosa 50


El tiempo es proporcional a la pérdida de peso, aunque aquí se puede diferenciar que el mayor

índice de perdida fue durante las dos primeras horas.


17

Calculo de pérdida de peso:


𝑀𝑜× 100

𝑊𝑅 =(10 − 7,6)

10× 100 = 24 %

Ensayo1

Ensayo 2 Ensayo 3

Horas

Cubo

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 10 10 10 10 10 10 10 10 10

1 8,8 8,9 8,9 9,3 9,6 8,6 9,2 8,9 9,2

2 8,3 8,6 8,4 8,8 9,3 8,2 8,6 8,7 9

3 7,5 7,7 8 8 8,8 8,1 7,9 8,5 8,3

4 7,3 7,5 7,5 7,6 7,4 8 7,8 7,4 7,9

Promedio 7,6


Tabla 7 Muestra los valores en la pérdida de peso (g±0,1) en la disolución de glucosa de 50° Brix

18

.

Comparando ambos agentes osmóticos con las dos cantidades de concentración en °Brix,

conjuntamente se puede observar que la pérdida de peso es directamente proporcional a la

concentración y al tiempo, siendo así que la disolución con sacarosa fue muchos más efectiva en

comparación a la glucosa, más específicamente, la primera concentración—la de 70°Brix, — se

evidencia que la disolución con sacarosa tuvo mayor incidencia en la pérdida de peso obteniendo

73,9% de disminución frente a un 43,2 % que corresponde a la glucosa. Algo similar sucede con

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

0 1 2 3 4

Pes

o(±

0,1

gr)

Tiempo(horas)

Perdida de peso en la solución de glucosa 50


Ilustración 4 representa la progresiva pérdida de peso en la disolución de glucosa de 50° Brix


En base a la ilustración 3 y 4 se puede manifestar que con la solución en concentración de

50°Brix, —para la sacarosa y glucosa—una vez más se obtuvo mayor disminución en la

disolución con sacarosa.

19

la concentración de 50 °Brix, debido a que la sacarosa obtuvo un porcentaje de 51,8% frente a

un 24% de la glucosa en su pérdida de peso.

Ganancia de Sólidos


Tabla 8 Muestra los valores de las ganancia de sólidos en la disolución de 70°Brix de sacarosa y glucosa

Ganancia de sólidos en la solución

de sacarosa (°Brix)

Ganancia de sólidos en la solución de

glucosa (°Brix)

Tiempo(horas)/Ensayo 1 2 3 1 2 3

0 9 9 9 9 9 9

1 9 9 9 9 9 9

2 9 9 9 9 9 10

3 9 10 9 10 9 11

4 9 10 10 10 10 11

Promedio 9,67 10,33

Calculo de la disolución de sacarosa



𝑆𝐺 =(9,67 − 9)

9× 100 = 7,44%

Calculo de la disolución de glucosa



𝑆𝐺 =(10,33 − 9)

9× 100 = 14.77 %


20

9

10

01

23

4

Gra

do

s(°B

rix)

Tiempo (horas)

Ganancia de solidos en la solución de sacarosa 70


9

10

11

01

23

4

Gan

acia

de

°B

rix

Tiempo (horas)

Ganancia de sólidos en la solución glucosa de 70° Brix


Con la solución de glucosa

se aumentaron dos grados a

la concentración de solidos

solubles de la fruta lo que

corresponde al 14,77%

La concentración de sólidos con la

solución de sacarosa es apenas del

7,44 %, lo que se traduce en el

aumento de un solo grado durante

todas las cuatro horas.



Ilustración 5 Muestra el aumento sólidos en la solución de sacarosa

Ilustración 6 Muestra el aumento sólidos en la solución de glucosa

21


Tabla 9 Muestra los valores de las ganancia de sólidos en la disolución de 50°Brix de sacarosa y glucosa


de sacarosa (°Brix)


de glucosa (°Brix)

Tiempo(horas)/Ensayo 1 2 3 1 2 3

0 9 9 9 9 9 9

1 9 9 9 10 11 10

2 9 11 10 11 12 12

3 9 11 10 11 12 13

4 10 12 11 13 14 13

Promedio 11 13,33

Calculo de la disolución de sacarosa:



𝑆𝐺 =(11 − 9)

9× 100 = 22,22%

Calculo de la disolución de glucosa



𝑆𝐺 =(13,33 − 9)

9× 100 = 48, 11%


22

9

10

11

12

01

23

4

Ganncia de solidos en la solución de sacarosa 50°Brix


Entre la graficas de la ilustración 7 y

8 se puede presenciar que la ganancia

de solidos, representada en grados en

grados Brix, se vio favorecida en la

concentración mas baja, es decir en

la de 50°Brix junto con el soluto de

la glucosa, dado que su valor fue del

48,11%

A partir de la segunda hora de

inmersión, la repetición 2 y 3

obtuvo un aumento más

significativo en la concentración

de azúcares con un porcentaje del

22,22%

Esta es la concentración y tipo de

soluto que más afecta el aumento de

sólidos, alcanzando un incremento

máximo de 14°Brix.

Ilustración 7 Muestra el aumento sólidos en la solución de sacarosa

Ilustración 8 Muestra el aumento sólidos en la solución de glucosa



9

10

11

12

13

14

0 1 23

4

Gra

do

s(°B

rix)

Tiempo ( horas)

Ganancia de solidos en la solucion de glucosa 50


23

Tabla 10 Datos obtenidos de la aceptabilidad del sabor en la solución de sacarosa y glucosa

Prueba de Aceptabilidad

Parámetro: sabor

Disolución de sacarosa Disolución de glucosa

Concentración

50°Brix

Concentración

70°Brix

Concentración

50°Brix

Concentración

70°Brix

No me gusta nada 2 5 16 1

No me gusta ni me

disgusta

4 10 3 8

Me gusta 13 6 2 9

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Concentración50°Brix





Sabor

No me gusta nada No me disgusta ni me gusta Me gusta

Ilustración 9 Respuesta del consumidor del parámetro de sabor en ambas concentraciones y solutos



24

Tabla 11 Datos obtenidos de la aceptabilidad del sabor en la solución de sacarosa y glucosa

La disolución de glucosa de 50 °Brix fue la que obtuvo mayor negación en cuanto al sabor

adquirido, resultados lógicos si se considera que esta solución fue la que obtuvo una mayor

ganancia de sólidos razón por la cual el dulzor de la fruta incremento notablemente y por ende

fue de disgusto para el consumidor.

Por otro lado la que mayor aceptación obtuvo fue la de 50°Brix de sacarosa pues con la

experimentación se ha determino que esta, apenas obtuvo un incremento de azúcar de 2°, lo cual

puede adquirir un sabor agradable pero sin llegar a estar demasiado dulce.

Parámetro: textura


Concentración

50 °Brix

Concentración

70°Brix

Concentración

50°Brix

Concentración

70°Brix

No me gusta nada 4 18 7 3

No me gusta ni me

disgusta

5 3 9 10

Me gusta 12 0 4 8


25

Discusión y Análisis

El motivo por el cual se dan los dos flujos de masa, los cuales corresponden a la pérdida de

peso, y ganancia de sólidos; se debe a la diferencia de solutos que existe entre la fruta y la

solución hipertónica ya que crea un gradiente de concentración el cual ocasiona una difusión,

que no es más que el movimiento de moléculas o partículas de menor a mayor concentración,

En la gráfica se observa que el mayor disgusto del consumidor en cuanto a la textura de la fruta, fue con la

disolución de 70 °Brix de sacarosa, resultados aceptables si se relaciona con la practica pues esta al ser la

solución que más incidió para que disminuyera de peso, en consecuencia adquirió una textura demasiada

blanda y contraída, lo cual ha sido de desagrado para el consumidor. Contrariamente se observa que la más

aceptada fue la de 50°Brix de sacarosa.

02468

101214161820

Concentración 50°Brix





Textura

No me gusta nada No me gusta ni me disgusta Me gusta

Ilustración 10 Respuesta del consumidor del parámetro de textura en ambas concentraciones y solutos

26

impulsadas por una presión osmótica5; este movimiento tendrá lugar hasta que se regulen las

concentraciones del medio exterior con las de la fruta.

En lo que respecta al primer flujo, la pérdida de peso, aquí se desprendió agua de la fruta hacia el

medio exterior, este movimiento se vio más influenciado con la disolución de 70 °Brix de

sacarosa, resultados que corroboran al estudio realizado por Acevedo et al. (2014), pues como

además señala Salvatori et al. (1999) Cuanto mayor es la concentración y el peso molecular del

soluto, mayor es la tasa de eliminación de agua, debido a que provoca una mayor presión

osmótica, lo que es igual a la fuerza que promueve dicho movimiento.

Este flujo se da través de la membrana celular, que a más de limitar y proteger las células de la

pulpa, es semipermeable y parcialmente selectiva, es decir que permite la trasferencia de agua y

otras moléculas de bajo peso molecular, pero no el de moléculas complejas como el azúcar, por

ello, para igualar las concentraciones es necesario que la fruta desprenda agua hacia el solución

azucarada, y al hacerlo simultáneamente emana parte de su jugo celular, el cual está constituido

por azucares, sustancias orgánicas y pigmentos del fruto; tomando en cuenta que el jugo celular

está constituido por un 80 % de agua, y que además se encuentra dentro del protoplasma6, al

producirse la salida de agua, sus vacuolas se encogen y sus citoplasmas se deshidratan, lo que

provoca disminución en la presión de turgencia —esta es de suma relevancia ya que da rigidez y

firmeza a la pulpa de la fruta—ocasionando que sus células se debiliten y en consecuencia

ocasionen el desprendimiento de la laminilla media de la pared celular, este fenómeno se conoce

5 “La presión osmótica es la presión que debe ser ejercida sobre la solución para evitar la entrada del solvente”

(González, 2011) 6 Hace referencia a los orgánulos vivos de la célula vegetal, principalmente al núcleo y al citoplasma

27

como plasmólisis incipiente, esto explica por qué las cubos de pepino dulce perdieron peso con

la disolución más concentrada:

Ilustración 11 Representación del tejido celular durante el proceso de deshidratación osmótica

Obtenido de http://sedici.unlp.edu.ar/

No obstante; este movimiento espontaneo se da solo hasta que se equipare sus

concentraciones, por ello, en la experimentación la pérdida de peso solo se hizo considerable en

las cuatro primeras horas pues cabe mencionar que pasado este lapso de tiempo la diferencia

entre la disolución y la fruta alcanzaron un estabilización dinámica de transferencia molecular

porque al diluirse el agua de la fruta en la solución hipertónica, origina que la fuerza osmótica se

iguale con la del solvente, desapareciendo así sus diferencias en cuanto a sus concentraciones.

Por otro lado, en la ganancia de sólidos, que es lo mismo a la ganancia de azucares, se hizo

presente sobre todo en la solución de 50 ° Brix de glucosa, contradictoriamente este flujo se ve

favorecido en bajas concentraciones de solutos de bajo peso molecular; como ya se dijo la

membrana semipermeable es parcialmente selectiva, con esto se quiere decir que no inhibe

totalmente el traslado de otras sustancias, por lo que si fue posible que exista un aumento de

°Brix, este flujo a diferencia de la salida de agua, va en contra difusión, dado que el soluto viaja

28

de donde hay más concentración hasta donde existe menos concentración, estas moléculas de

soluto pueden atravesar los espacios intracelulares de la membrana celular y producir un

aumento en su concentración, o bien pueden ubicarse en el intermedio entre la pared celular y la

membrana plasmática;

Durante la experimentación se observó que la dilución de sacarosa a concentración de

70°Brix, encima de la fruta se formaron unas diminutas costras de azúcar, investigando se ha

descubierto que tiene dos aspectos importantes; el primero es que al no poder ingresar dentro de

la fruta debido a su alto peso molecular, se estanca y promueve la perdida de agua pues crea una

mayor gradiente de concentración y por ende una mayor fuerza impulsora y el segundo es que

actúa como una barrera para impedir que nuevos solutos entren dentro del tejido, esto

precisamente ha sucedido en investigaciones pasadas, como la de (Roca & Mascheroni, 2011);

autores como Bedoya et al. (2004) y Mujica et al. (2003) denominan a este fenómeno como

impregnación.

En lo que respecta a la prueba de aceptabilidad, generalmente se puede decir que la fruta

deshidratada obtuvo buenas características organolépticas, sobre todo con la disolución 50 °Brix

de sacarosa, dado que con esta se obtuvieron productos con mejor sabor y textura, lo cual resulto

de aceptación y agrado para el consumidor, resultados que ratifican los estudios realizados

(Ramos, 2018) quien tras someter pedazos de mango en el proceso osmótico, obtuvo buena

aceptación por parte de los degustadores al probar su producto final; no obstante estos datos se

contraponen y mejoran al trabajo realizado por Carvajal et al. (2001) Quienes manifiestan que

durante su experimentación obtuvieron una negativa frente a las características organolépticas y

el motivo de ello posiblemente se debe a que los autores realizaron una combinación de sabores

29

contrarios y por qué mantuvieron a la fruta deshidratándose durante ocho horas, un largo tiempo,

lo cual afecto la textura de la pulpa gravemente.

Conclusión

Respondiendo a la pregunta de investigación se puede sintetizar que entre la concentración de

50 y 70 ° Brix de las soluciones hipertónicas, para la disminución del peso de solanum

muricatum la más eficaz fue la de 70 °Brix de sacarosa ya que el alto peso molecular y la mayor

concentración ejercieron una mejor presión osmótica, la cual acelero el flujo de las moléculas de

agua de donde existió menos concentración hacia donde había más concentración, provocando a

su vez que la células se contraigan y disminuyan su peso.

Por otro lado en lo que refiere a ganancia de sólidos, contrariamente esta se vio favorecida en

la disolución con concentración de 50 °Brix de glucosa pues la membrana al ser semipermeable,

accedió el transporte de moléculas más simples, pero impidió el de moléculas más complejas,

por ello al analizar los datos en cada ensayo realizado, se pudo presenciar que la glucosa al tener

un peso molecular de 180,156 g/mol, un valor menor, frente a 342g/mol que corresponde a la

sacarosa, fue posible que la solucion con glucosa haya penetrado en el tejido vegetal a través de

los orificios de la membrana celular más fácilmente. Con esto pues se afirma que la hipótesis

antes planteada fue verdadera.

Por ultimo cabe mencionar que con esta práctica e investigación se lograron obtener

productos con buena aceptabilidad, por lo cual se concluye que la deshidratación osmótica si es

una excelente técnica, que bajo las variables adecuadas, si es posible lograr obtener un producto

30

mininamente procesado y de buena calidad, sin alterar en gran medida las características

organolépticas de la fruta original.

Puntos Fuertes

La experimentación trabajo en función a dos variables —concentración y tipo de soluto—

lo cual permitió obtener más variabilidad y puntos de análisis en los resultados

obtenidos.

La investigación cuenta con abundante información lo cual ha permitido comparar y

contrastar con otros trabajos realizados.

Solanum muricatum es una fruta que dentro del contexto de osmodeshidratación, ha sido

relativamente muy poco analizada, lo cual da originalidad y autenticidad a este trabajo.

Puntos Débiles

Frente a la adversidad de no contar con todos los aparatos tecnológicos de laboratorio

adecuados, no se pudo elaborar un análisis posterior de las condiciones finales de la

fruta más exacto, sin embargo se trató de remendar utilizando un método cualitativo,

aunque claro no es del todo certero.

La pulpa natural de Solanum muricatum tiene gran cantidad de agua, por lo que hubo

el riesgo de que la fruta se empezara a descomponer y que la experimentación se

cancelara.

El valor de la concentración en grados Brix puede ser un tanto incierto por que puede

depender de varias variables.

Recomendación

31

Para analizar el proceso de deshidratación osmótica, es muy importante tener en

cuenta la naturaleza de la fruta, se debe considerar que esta no adquiera un rápido

pardeamiento enzimático.

Realizar los suficientes ensayos que permitan obtener una mayor fiabilidad y

credibilidad de los mismos.

Experimentar con otros tipos de soluto, tales como la miel, maltosa, glicerol y entre

otros.

Aplicación de la investigación

La deshidratación osmótica es una técnica que puede ser aplicada dentro de la

industria alimenticia, siendo su objetivo principal el prolongar la vida útil de los

alientos como frutas y hortalizas, claro sin modificar sus características tras eliminar

agua y humedad; lo cual es sumamente relevante para las exportaciones

internacionales.

32

Bibliografía

Acevedo, D., Tirado, D., & Guzmán, L. (2014). DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE PULPA

DE TAMARINDO (Tamarindus indica L.): INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y

LA CONCENTRACIÓN. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 123-

130. Obtenido de http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0123-

42262014000100014&lng=en&tlng=es.

AGNELLI, M., MARANI, C., & MASCHERONI, R. (2005). Modelling of heat and mass

transfer during (osmo) dehydrofreezing of fruits. Journal of Food Engineering, 415-424.

Berg, J. M., Tymoczko, J., & Stryer, L. (2007). Bioquímica. Barcelona : REVERTÉ.

Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biología. Madrid: Médica Panamericana.

Carvajal , L., Zapata, J., Ospina , N., Zuluaga, A., & Restrepo, S. (2001). Efectos de los

componentes del jarabe en la deshidratación osmótica de papaya. VITAE, REVISTA DE

LA FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA, 11-19.

Coloma, J., Mantuano, I., Coloma, O., & Elkotb, A. (16 de Junio de 2017). El misionero del

agro. Obtenido de http://www.uagraria.edu.ec/publicaciones/revistas_cientificas/16/060-

2017.pdf

Geilfus, F. (1994). El árbol al servicio del agricultor: Guía de especies. Turrialba,Costa Rica:

CATIE; enda-caribe.

Giraldo Bedoya, D. P., Arango Velez, L. M., & Márquez Cardozo, C. J. (2004).

OSMODESHIDRATACIÓN DE MORA DE CASTILLA (Rubus glaucus Benth) CON.

Facultad Nacional de Agronomía Medellín, 2253-2268.

González, M. (2 de Agosto de 2011). La guía de química . Obtenido de La guía de química :

https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/presion-osmotica

33

Linstromberg, W. W. (1977). Curso breve de química orgánica. Barcelona: Reverté.

Miranda, C. M., Rosales, A. A., Sánchez, J. I., & Mejía, L. C. (02 de Diciembre de 2018). El

sector hortofrutícola de Ecuador: Principales características socioproductivas de la red

agroalimentaria de la uvilla (Physalis peruviana). Ciencia y Agricultura . Obtenido de

file:///C:/Users/USER/Downloads/Dialnet-ElSectorHortofruticolaDeEcuador-

6817418.pdf

Muhammad, Z., Ayub, M., & Khan, A. (2016). preservation through osmotic dehydration-.

International Dairy Journal, 3.

Mújica Paz, H., Valdez-Fragoso, A., López-Malo, A., Palou, E., & Welti-Chanes, J. (2003).

Impregnation and osmotic dehydration of some fruits: Effect of the vacuum pressure and

syrup concentration. Journal of Food Engineering , 305-314. .

Nuez Viñals, F., & Ruíz Martínez, J. J. (1996). El pepino dulce y su cultivo. Roma (Italia): FAO.

Roca, D., & Mascheroni, R. (2011). Deshidratación de papas por métodos combinados de

secado:deshidratación osmótica, secado por microondas y convección con aire caliente.

Proyecciones,, 11-26 .

Salvatori, D., Andrés, A., Chiralt, A., & Fito, P. (1999). Osmotic dehydration progression in

apple tissue. I. Spatial distribution of solutes and moisture content. Journal of Food

Engineering, 125-132.

Smith, D., Cash, J., Nip, W. K., & Hui, Y. (1997). Processing Vegetables: Science and

Technology. CRC Press.

Wais, N. (Febrero de 2011 ). Repositorio Institucional de la UNLP. Obtenido de SEDICI:

http://sedici.unlp.edu.ar/

34

Apéndices

MONOGRAFÍA Efecto de la Sacarosa y Glucosa ... - IB Documents

Documents

Transcript of MONOGRAFÍA Efecto de la Sacarosa y Glucosa ... - IB Documents